一、研究背景与立题依据

【目前，北京基尔比生物公司Kilby Gravity微重力培养系统已被中国科学院、哈尔滨工业大学、上海交通大学、中山大学附属第三医院、中国中医科学院中药研究所等多家研究机构采用，应用于生命医学、人工智能等前沿领域。】

二、研究目的

2.1 利用北京基尔比Kilby Gravity系统模拟微重力环境，构建口腔多菌种生物膜体外培养模型；

2.2 阐明微重力对口腔致病菌（变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌、具核梭杆菌）致病力及生物膜结构的影响机制；

2.3 评估特定益生菌（罗伊氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌GG）对微重力诱导口腔微生态失衡的干预效果；

2.4 为长期航天任务中口腔感染的预防性益生菌制剂开发提供实验依据。

三，研究内容与技术路线

（一）微重力口腔多菌种生物膜模型的构建

（二）微重力对致病菌致病力的调控机制研究

转录组与代谢组分析：提取不同重力条件下菌株总RNA，通过RNA-seq分析毒力因子（如gtfB/C、rgpA/B、FadA等）表达谱变化；采用LC-MS/MS检测短链脂肪酸、乳酸等代谢产物的分泌差异。

信号通路验证：聚焦RANKL/OPG、NF-κB等骨代谢相关通路，通过qPCR和Western blot检测微重力条件下致病菌对牙周膜干细胞（PDLSCs）成骨分化的抑制作用。

病毒激活关联研究：结合报道的疱疹病毒再激活机制，检测微重力条件下口腔菌群代谢产物（如丁酸）对EB病毒启动子活性的影响。

（三）益生菌干预策略的优化与验证

益生菌筛选：选取文献报道中具有抗菌及免疫调节功能的菌株（罗伊氏乳杆菌DSM 17938、鼠李糖乳杆菌GG、动物双歧杆菌），在Kilby Gravity系统中与致病菌共培养。

干预效果评估：通过活/死菌染色、生物膜抑制率测定及炎症因子（IL-6、IL-8、TNF-α）检测，评价益生菌对微重力诱导生物膜形成的抑制效果。

机制探索：分析益生菌代谢产物（如细菌素、短链脂肪酸）对致病菌群体感应系统（AI-2信号通路）的干扰作用。

四、预期创新点

模型创新：将北京基尔比Kilby Gravity微重力系统应用于口腔微生物群落研究，突破传统HDBR模型无法精准控制重力水平的局限，实现口腔生物膜在可控微重力环境下的长期动态培养。

机制创新：从"菌群-宿主"互作角度，系统揭示微重力通过调控口腔致病菌毒力因子表达及代谢产物分泌，进而影响牙周组织稳态的分子机制。

应用创新：针对航天特殊环境，筛选具有抗生物膜形成及抗病毒激活双重功能的益生菌组合，为开发航天专用口腔益生菌制剂提供候选菌株。

五、预期成果

建立基于北京基尔比Kilby Gravity系统的口腔微重力生物膜培养标准操作规程（SOP）；

明确微重力条件下口腔致病菌致病力增强的关键分子靶点2–3个；

筛选出对微重力诱导口腔微生态失衡具有显著干预效果的益生菌组合1–2种；

发表SCI论文2–3篇，申请发明1项。

六、研究意义

北京基尔比Kilby Gravity 微重力干细胞微环境 通过模拟太空低重力条件，为3D细胞类器官培养提供了更接近体内真实环境的力学和生物化学条件，有助于培养出生长更快、功能更成熟、应激更低的类器官模型。

附：

北 京 基 尔 比 生物 科技公司 主营产品：

AnimFree 体外类器官气溶胶暴露装置

Kirkstall 3D细胞类器官串联式自动灌流系统，

BiomimX uBeat®多功能动态器官芯片系统

Kilby Gravity 微重力旋转细胞类器官培养系统RCCS，

动植物/微生物等地面重力环境模拟装置【可以定制】，

Kilby Bio 高通量类器官精密摇摆仪